带你手撕链式二叉树—【C语言】

简介: 带你手撕链式二叉树—【C语言】

前言:

普通二叉树的增删查改没有意义?那我们为什么要先学习普通二叉树呢?

给出以下两点理由:

1.为后面学习更加复杂的二叉树打基础。(搜索二叉树、ALV树、红黑树、B树系列—多叉平衡搜索树)

2.有很多二叉树的OJ算法题目都是出在普通二叉树的基础上


让我们开始数据结构链式二叉树之旅吧!!!


1. 链式二叉树的遍历

1.1 前序、中序以及后序遍历概念


按照规则,二叉树的遍历有:前序/中序/后序的递归结构遍历


1. 前序遍历(Preorder Traversal 亦称先序遍历)——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之前。     访问顺序—— 根 —> 左子树—>右子树


2. 中序遍历(Inorder Traversal)——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之中(间)。


           访问顺序—— 左子树—>根 —>右子树


3. 后序遍历(Postorder Traversal)——访问根结点的操作发生在遍历其左右子树之后。


            访问顺序—— 左子树—>右子树—>根


举例




1.2 前序、中序以及后序遍历代码实现

1.2.1创建二叉树节点

typedef int BTDataType;
typedef struct BinaryTreeNode
{
  struct BinaryTreeNode* left; //左子树
  struct BinaryTreeNode* right;//右子树
  BTDataType data;//数据
}BTNode;


1.2.2 手动搓出一颗二叉树

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
typedef int BTDataType;
typedef struct BinaryTreeNode
{
  struct BinaryTreeNode* left;
  struct BinaryTreeNode* right;
  BTDataType data;
}BTNode;
BTNode* BuyNode(BTDataType x)
{
  BTNode* node = (BTNode*)malloc(sizeof(BTNode));
  assert(node);
  node->data = x;
  node->left = NULL;
  node->right = NULL;
  return node;
}
BTNode* CreatBinaryTree()  //搓树
{
  BTNode* node1 = BuyNode(1);
  BTNode* node2 = BuyNode(2);
  BTNode* node3 = BuyNode(3);
  BTNode* node4 = BuyNode(4);
  BTNode* node5 = BuyNode(5);
  BTNode* node6 = BuyNode(6);
  node1->left = node2;
  node1->right = node4;
  node2->left = node3;
  node4->left = node5;
  node4->right = node6;
  return node1;
}
void PreOrder(BTNode* root) //前序遍历
{
  if (root == NULL)
  {
    printf("# ");
    return;
  }
  printf("%d ", root->data);
  PreOrder(root->left);
  PreOrder(root->right);
}
void InOrder(BTNode* root)//中序遍历
{
  if (root == NULL)
  {
    printf("# ");
    return;
  }
  InOrder(root->left);
  printf("%d ", root->data);
  InOrder(root->right);
}
void PostOrder(BTNode* root)//后序遍历
{
  if (root == NULL) {
    printf("# ");
    return;
  }
  PostOrder(root->left);
  PostOrder(root->right);
  printf("%d ", root->data);
}
int main()
{
  BTNode* root = CreatBinaryTree();
  PreOrder(root);//前序遍历
  printf("\n");
  InOrder(root);//中序遍历
  printf("\n");
  PostOrder(root);//后序遍历
  printf("\n");
  return 0;
}

1.2.3 代码结果


1.2.4 递归展开图

(学习二叉树的链式结构,一定要学会画递归展开图)

注意:访问到空树的时候,return的时候不是结束递归,是返回到函数被调用的地方

下面是前序遍历的左子树的递归展开图(右子树原理同理) 》》》


2. 求二叉树节点的个数

2.1 全局count的方式(不推荐)

在写代码的过程中要尽量少使用全局变量,这里也是一样的,采用全局变量会有下面的问题:

我们在调用两次的情况下,count会加倍

代码实现

int count = 0;
void TreeSize1(BTNode* root)
{
  if (root == NULL)
  {
    return;
  }
  ++count;
  TreeSize1(root->left);
  TreeSize1(root->right);
}



2.2 采用分治的思路

将一颗二叉树分解为3个部分——根节点、左子树、右子树

代码实现:

int TreeSize2(BTNode* root)
{
  return root == NULL ? 0 :
    TreeSize2(root->left) + TreeSize2(root->right) + 1;
}

递归展开图

注意:这里的二叉树和上面的不一样(但是计算方式的大致一样的)

蓝色的数字是递归的次序

红色的数字1,表示返回节点的个数——最后是左子树返回3、右子树返回3、+1,一共是7个节点(可以看出,+1都是递归返回的时候加)


3. 求二叉树叶子节点的个数


思路分析

什么是叶子节点呢  ——> 左右孩子都是空的节点      像上面的二叉树节点个数就是3


怎么控制呢 ——> 1. 二叉树是空树的


                            2. 二叉树就一个根节点(也就是左右子树为空)


                            3. 到了第三点,那就直接递归到空,递归到空,就进入第二点,返回1



代码实现

int TreeLeafSize(BTNode* root)
{
  if (root == NULL)
    return 0;
  if (root->left== NULL && root->right == NULL)
    return 1;
  return TreeLeafSize(root->left) + TreeLeafSize(root->right);
}


4. 求二叉树第k层的节点数量



思路分析

方法:转换成最小规模的子问题


思路:求第k层的节点,转换成左子树的第k-1层+右子树的第k-1层


每递归一次,k都会-1,当k=1时,就会返回1(也可以看出k不可能减到0)


注意点1:这里的k不能写成k--的形式,递归左子树的时候就k--的话,会改变k,到递归右子树的时候就会出问题


注意点2:重要的事情说三遍!!!  return是返回函数被调用的地方,不是结束整个递归


代码实现

int TreeKLevel(BTNode* root, int k)
{
  assert(k >= 1);
  if (root == NULL)
    return 0;
  if (k == 1)
    return 1;
  return TreeKLevel(root->left, k - 1)
    + TreeKLevel(root->right, k - 1);
}


递归展开图(部分)

  链式二叉树的知识点比较多,小余在这里分成两部分来写,感兴趣的可以等我的下一期哦!!!

如果觉得文章不错,期待你的一键三连哦,你个鼓励是我创作的动力之源,让我们一起加油,顶峰相见!!!

相关文章
|
7月前
|
存储 C语言
C语言线性表的链式表示和实现讲解
C语言线性表的链式表示和实现讲解
43 0
|
1月前
|
C语言
【数据结构】二叉树(c语言)(附源码)
本文介绍了如何使用链式结构实现二叉树的基本功能,包括前序、中序、后序和层序遍历,统计节点个数和树的高度,查找节点,判断是否为完全二叉树,以及销毁二叉树。通过手动创建一棵二叉树,详细讲解了每个功能的实现方法和代码示例,帮助读者深入理解递归和数据结构的应用。
129 8
|
2月前
|
C语言
链式顺序表实现(C语言描述)
本文介绍了如何在C语言中实现链式顺序表,包括数据结构的定义、节点的创建、数据的插入和删除以及链表的打印和销毁。
47 2
|
3月前
|
存储 算法 C语言
数据结构基础详解(C语言): 二叉树的遍历_线索二叉树_树的存储结构_树与森林详解
本文从二叉树遍历入手,详细介绍了先序、中序和后序遍历方法,并探讨了如何构建二叉树及线索二叉树的概念。接着,文章讲解了树和森林的存储结构,特别是如何将树与森林转换为二叉树形式,以便利用二叉树的遍历方法。最后,讨论了树和森林的遍历算法,包括先根、后根和层次遍历。通过这些内容,读者可以全面了解二叉树及其相关概念。
|
3月前
|
存储 机器学习/深度学习 C语言
数据结构基础详解(C语言): 树与二叉树的基本类型与存储结构详解
本文介绍了树和二叉树的基本概念及性质。树是由节点组成的层次结构,其中节点的度为其分支数量,树的度为树中最大节点度数。二叉树是一种特殊的树,其节点最多有两个子节点,具有多种性质,如叶子节点数与度为2的节点数之间的关系。此外,还介绍了二叉树的不同形态,包括满二叉树、完全二叉树、二叉排序树和平衡二叉树,并探讨了二叉树的顺序存储和链式存储结构。
|
3月前
|
存储 算法 C语言
C语言手撕实战代码_二叉树_构造二叉树_层序遍历二叉树_二叉树深度的超详细代码实现
这段代码和文本介绍了一系列二叉树相关的问题及其解决方案。其中包括根据前序和中序序列构建二叉树、通过层次遍历序列和中序序列创建二叉树、计算二叉树节点数量、叶子节点数量、度为1的节点数量、二叉树高度、特定节点子树深度、判断两棵树是否相似、将叶子节点链接成双向链表、计算算术表达式的值、判断是否为完全二叉树以及求二叉树的最大宽度等。每道题目均提供了详细的算法思路及相应的C/C++代码实现,帮助读者理解和掌握二叉树的基本操作与应用。
|
3月前
|
存储 C语言
数据结构基础详解(C语言): 树与二叉树的应用_哈夫曼树与哈夫曼曼编码_并查集_二叉排序树_平衡二叉树
本文详细介绍了树与二叉树的应用,涵盖哈夫曼树与哈夫曼编码、并查集以及二叉排序树等内容。首先讲解了哈夫曼树的构造方法及其在数据压缩中的应用;接着介绍了并查集的基本概念、存储结构及优化方法;随后探讨了二叉排序树的定义、查找、插入和删除操作;最后阐述了平衡二叉树的概念及其在保证树平衡状态下的插入和删除操作。通过本文,读者可以全面了解树与二叉树在实际问题中的应用技巧和优化策略。
|
4月前
|
机器学习/深度学习 存储 C语言
C语言的二叉树
1.树概念及结构 1.1树的概念 树是一种非线性的数据结构,它是由n(n>=0)个有限结点组成一个具有层次关系的集合。把它叫做树是因为它看起来像一棵倒挂的树,也就是说它是根朝上,而叶朝下的。 补充定义: 有一个特殊的结点,称为根结点,根节点没有前驱结点。除根节点外,其余结点被分成M(M>0)个互不相交的集合T1、T2、……、Tm,其中每一个集合Ti(1<= i <= m)又是一棵结构与树类似的子树。每棵子树的根结点有且只有一个前驱,可以有0个或多个后继。因此,树是递归定义的。 1.2 树的相关概念 节点的度:一个节点含有的子树的个数称为该节点的度; 如上图:A的为6 叶节点或终端
|
7月前
|
C语言
【C语言/数据结构】二叉树(层序遍历|判断完全二叉树|性质)
【C语言/数据结构】二叉树(层序遍历|判断完全二叉树|性质)
352 52
|
7月前
|
存储 算法 编译器
【数据结构】C语言实现链式二叉树(附完整运行代码)
【数据结构】C语言实现链式二叉树(附完整运行代码)
153 1